Przedmiotem wynalazku jest sposób termicznego hartowania plyty szklanej i urzadzenie do termicz¬ nego hartowania plyty szklanej, w którym plyta szklana jest ogrzewana do temperatury bliskiej jej temperaturze mieknienia zas goraca plyta jest opuszczana do sfluidyzowanej gazem warstwy dro¬ bnoziarnistego materialu tak, ze wymiana ciepla miedzy powierzchniami plyty iszklanej i sfluidyzo- wanego materialu powoduje powstawanie napre¬ zen hartowniczych w szkle.Hartowanie w sfluidyzowanej warstwie jest efektywne dla wszystkich praktycznie stosowanych grubosci plyt szklanych, jednak w przypadku cien¬ szych plyt szklanych moze wystapic trudnosc w postaci pekania plyt przy ich zanurzaniu w sflui¬ dyzowanej warstwie drobnoziarnistego materialu.Jedna z glównych przyczyn pekania cienkich plyt szklanych podczas hartowania w sfluidyzowa¬ nej warstwie jest fakt, ze prowadzaca krawedz plyty szklanej oziebia sie zbyt gwaltownie w po¬ równaniu z pozostala czescia plyty szklanej. Takie gwaltowne oziebienie prowadzacej krawedzi plyty szklanej naraza te krawedz na dzialanie wysokich naprezen rozciagajacych. Poniewaz oslania to szklo, plyta szklana latwo peka, a pekniecia roz¬ przestrzeniaja sie od skaz, które moga wystepowac w prowadzacej krawedzi plyty szklanej.Zjawisko pekniec moze byc zmniejszone lub cal¬ kowicie wyeliminowane przez zastosowanie doklad- 10 15 25 nej obróbki wykanczajacej krawedzi prowadzacej plyt szklanych aby wyeliminowac skazy.Wystepowanie pekniec cienkich plyt szklanych przy procesie hartowania w sfluidyzowanej war¬ stwie moze byc równiez zmniejszone przez ogrza¬ nie szklanych plyt, przed hartowaniem, do tem¬ peratury na tyle wysokiej^ ze krawedz prowadzaca kazdej plyty szklanej jest wystarczajaco plastycz na, aby wytrzymac przejsciowe naprezenie rozcia gajace, które wystepuja przy zanurzaniu jej w sfluidyzowanej warsitwie. Jednak cienkie plyty szklane ogrzane do temperatury wyzszej niz ko¬ nieczna dla osiagniecia wymaganego stopnia har-^ towania sa w tak wysokiej temperaturze na tyle plastyczne, ze moga spowodowac znieksztalcenie calego ksztaltu plyty podczas procesu hartowania.Celem wynalazku jest opracowanie sposobu ter¬ micznego hartowania plyty szklanej umozliwiajace¬ go zmniejszenie wystepowania pekniec szkla, zwla¬ szcza cienkich plyt szklanych lub w przypadku procesu, w którym dopuszcza sie wystepowanie pekniec, umozliwiajacego zastosowanie plyt szkla¬ nych o gorszej i tanszej obróbce wykanczajacej krawedzi lub umozliwiajacego prowadzenie procesu w nizszej temperaturze tak, ze niebezpieczenstwo znieksztalcania plyty jest bardzo male.Dalszym celem wynalazku jest zaprojektowanie urzadzenia do termicznego hartowania plyty szkla¬ nej, w którym zmniejszone jest Wystepowanie pek¬ niec, zwlaszcza cienkich plyt szklanych i mozliwe 113 225113 225 25 3« jest stosowanie plyt szklanych o gorszej i tanszej obróbce wykanczajacej krawedzi oraz umozliwia¬ jacego prowadzenie procesu w nizszej temperatu¬ rze.Cel wynalazku osiagnieto przez opracowanie spo- 5 sobu termicznego hartowania plyty szklanej, pole¬ gajacego na tym, ze tworzy sie pusty obszar po¬ nizej dolnej krawedzi plyty szklanej na poczatku jej zanurzania w sfluidyzowanej warstwie.Korzystnie sfluidyzowana gazem warstwe drób- io noziarnistego materialu utrzymuje sie w stacjonar¬ nym stamie jednolicie rozprzestrzenionej jednorod¬ nej fluidyzacji kiedy plyte szklana opuszcza sie do warstwy. Korzystnie pusty obszar tworzy sie po¬ nizej dolnej krawedzi plyty szklanej przez oslonie- 15 cie tego obszaru od przeplywu ku górze gazu flui¬ dyzacyjnego.Cel wynalazku osiagnieto równiez przez zapro¬ jektowanie urzadzenia do termicznego hartowania plyty szklanej zawierajacego uklad zmieniajacy 20 przeplyw gazu usytuowany w odleglosci ponizei dolnej krawedzi szklanej plyty dla tworzenia pu¬ stego obszaru ponizej dolnej krawedzi szklanej plyty jprzy jej zanurzaniu w sfluidyzowana warstwe.W korzystnym,przykladzie wykonania uklad zmie¬ niajacy przeplyw gazu zawiera wydluzony oslono¬ wy czlon usytuowany ponizej i rozciagajacy sie równolegle do dolnej krawedzi szklanej plyty. Ko¬ rzystnie oslonowy czlon jest rurowy i ma trójkat¬ ny przekrój poprzeczny z wierzcholkiem trójkata skierowanym ku dolowi. Dla uzyskania najlepszych efektów, najkorzystniejsza odleglosc pomiedzy dol¬ na krawedzia szklanej plyty i podstawa przekroju trójkatnego oslonowego czlonu jest mniejsza lub równa szerokosci podstawy.Przedmiot wynalazku uwidoczniono w przykla¬ dzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przed¬ stawia urzadzenie wedlug wynalazku z czlonem oslonowym usytuowanym ponizej dplnej krawedzi 40 plyty szklanej w widoku z przodu, fig. 2 — urza¬ dzenie w przekroju wzdluz linii II-II z fig. 1, fig. 3 — wykres wydajnosci wzgledem stosunku odleg¬ losci czlonu oslonowego od dolnej krawedzi plyty do szerokosci podstawy czlonu oslonowego, przy 45 szerokosci podstawy czlonu oslonowego, przy sze¬ rokosci podstawy równej 51 mm, fig. 4 — wykres wydajnosci wzgledem stosunku odleglosci czlonu oslonowego od dolnej krawedzi plyty do szerokosci podstawy czlonu oslonowego, przy szerokosci pod- 50 stawy orównej 12 mm, fig. 5 — wykres wydajnosci wzgledem stosunku odleglosci czlonu oslonowego od dolnej krawedzi plyty do szerokosci podstawy czlonu oslonowego, przy szerokosci podstawy rów¬ nej 64mm. 55 Szklana plyta 1 (fig. 1) jest zawieszona na szcze¬ kowym precie 2 za pomoca szczek 3. Szczekowy pret 2 jest zawieszony na linach nosnych 4, za po¬ moca których moze byc obnizany dla wprowadze¬ nia szklanej plyty 1 do sfluidyzowanej gazem war- 60 stwy 5 drobnoziarnistego materialu. Warstwa 5 jest utrzymywana w pojemniku 6, a fluidyzacyj¬ ny gaz jest wprowadzany do warstwy 5 z komory 7 sprezonego powietrza poprzez przepone 8 stano¬ wiaca dno pojemnika 6. Przepona 8 zawiera kilka 65 warstw z niskoprzepuszczalnego papieru na któ¬ rych nastepuje stosunkowo wysoki spadek cisnie¬ nia. Sfluidyzowana gazem warstwa 5 drobnoziar¬ nistego materialu moze byc utrzymywana w stanie stacjonarnym jednolicie rozprzestrzenionej jedno¬ rodnej fluidyzacji przez regulacje predkosci prze¬ chodzenia gazu fluidyzacyjnego przez warstwe 5 od predkosci gazu powodujacej fluidyzacje zaczat¬ kowa do predkosci powodujacej maksymalne roz¬ szerzenie warstwy 5.Wydluzony rurowy oslonowy czlon 9 o trójkat¬ nym przekroju poprzecznym jest zawieszony za pomoca pretów 10 na szczekowym precie 2. Wierz¬ cholek trójkatnego przekroju poprzecznego jest skierowany w dól od dolnej krawedzi szklanej plyty 1. Maksymalna szerokosc czlonu 9 stanowia¬ ca podstawe przekroju poprzecznego jest oznaczo¬ na „y", a podstawa jest usytuowana w odleglosci „x" ponizej dolnej krawedzi szklanej plyty 1. Oslo¬ nowy czlon 9 rozciaga sie ponizej i równolegle do calej dlugosci szklanej plyty 1.Przy zastosowaniu urzadzenia przedstawionego na fig. 1 do hartowania szklanej plyty 1, szklana plyte 1 ogrzewa sie do temperatury bliskiej jej temperaturze mieknienia, przykladowo do tempe¬ ratury w zakresie 620°C do 680°C dla szkla sodo¬ wo-wapniowo-kwarcowego i nastepnie opuszcza sie ja do warstwy 5 sfluidyzowanego gazem drob¬ noziarnistego materialu, w której utrzymywana jest temperatura w zakresie 30°C do 150°C Kiedy dolna krawedz szklanej plyty 1 wchodzi w warstwe 5 (fig. 2), oslonowy czlon 9 zmienia przeplyw fluidyzacyjnego gazu w warstwie 5 tak, ze tworzy sie pusty obszar 11 rozciagajacy sie po¬ wyzej oslonowego czlonu 9 i oslaniajacy dolna krawedz szklanej plyty 1.Pusty obszar 11 ma forme pecherzyka gazu flui¬ dyzacyjnego i jest zasadniczo wolny od porywa¬ nych czasteczek materialu. Szybkosc chlodzenia dolnej krawedzi - szklanej plyty 1 jest znacznie zmniejszona przez obecnosc pustego obszaru 11, co zapobiega powstawaniu naprezen rozciagajacych w dolnej krawedzi szklanej plyty 1, które zwykle powstaja na skutek szybkiego chlodzenia dolnej krawedzi szklanej plyty i które moga powodowac pekania szklanej plyty przy jej wchodzeniu w sfluidyzowana warstwe.Pusty obszar 11 rozprasza sie dla wejscia dolnej krawedzi szklanej plyty 1 do sfluidyzowanej war¬ stwy 5 tak, ze wszystkie glówne powierzchnie szklanej plyty 1 sa chlodzone przez drobnoziarnisty material sfluidyzowanej warstwy 5 dla zapewnie¬ nia calkowicie jednorodnego hartowania szklanej plyty 1 wraz z obszarem przyleglym do jej dolnej krawedzi.Ponizej podane sa przyklady stosowania sposobu wedlug wynalazku. We wszystkich przykladach 1 do 3 sfluidyzowana warstwa jest z porowatego Y-tlenku glinowego majacego mase wlasciwa cza¬ steczek równa 2,2 g/cm3 i wielkosc czasteczek w zakresie 20 do 120 \i. Srednia wielkosc czasteczek wynosi 64 \i, zas fluidyzacyjny gaz jest wprowa¬ dzany z komory 7 sprezonego powietrza do pojem¬ nika 6 tak, ze nastepuje jego przeplyw ku górze113 225 przez przepone 8. Temperatura sfluidyzowanej warstwy 5 jest w zakresie 50°C do 80°C. Plyty szklane o grubosci 3 mm maja dolne krawedzie obrobione przez pelne szlifowanie za pomoca scier¬ nicy diamentowej 400. Plyty sa ogrzewane, a na¬ stepnie opuszczane do sfluidyzowanej warstwy 5 z szybkoscia 0,3 m/s.Przyklad I. Szerokosc „y" oslonowego czlo¬ nu 9 — 51 mm, kat ostrza wierzcholka oslonowego czlonu 9 — 60°, szybkosc gazu fluidyzacyjnego = = 11 mm/s. Dla osiagniecia (porównywalnych wyni¬ ków kilka plyt szklanych bylo poddanych poczat¬ kowo procesowi bez uzycia oslonowego czlonu 9.Nastepnie kilka plyt szklanych zawieszonych na szczekowym precie 2 z oslonowym czlonem 9 zo¬ stalo ogrzanych w piecu przy róznych wartosciach odleglosci „x" ponizej dolnej krawedzi plyty.Stwierdzono, ze kiedy podstawa oslonowego czlonu 9 byla w odleglosci jedynie okolo 12 mm od dolnej krawedzi plyty szklanej, oslonowy czlon 9 zapobie¬ ga odpowiedniemu ogrzaniu dolnej krawedzi plyty szklanej w piecu taik, ze uzyskano niekorzystna wydajnosc wynoszaca jedynie 14% z powodu zbyt niskiej temperatury dolnej \krawedzi plyty szkla¬ nej. Ta trudnosc zostala usunieta przez umieszcze- ' nie odblaskowej srebrnej folii na górnej po¬ wierzchni oslonowego czlonu 9 dla odbijania do¬ datkowego ciepla w kierunku dolnej krawedzi ply¬ ty szklanej. Trudnosc ta moze byc równiez usu¬ nieta przez ogrzewanie plyty szklanej przed umie¬ szczeniem ponizej oslonowego czlonu 9.Wyniki osiagniete przy prowadzeniu procesu bez oslonowego czlonu 9 i przy róznych odleglosciach „x" podstawy oslonowego czlonu 9 od dolnej kra¬ wedzi szklanej plyty 1 przedstawiono w tabeli I.Wydajnosc zostala przedstawiona w postaci ilosci niepeknietych plyt jako procentu calkowitej ilosci plyt poddanych procesowi.Tabela I Tabela II Odleglosc „x" oslonowego czlonu bez czlonu oslo¬ nowego 12 mm 25 mm 50 mm 76 mm i 89 mm Temperatura dolnej krawe¬ dzi plyty szklanej °C 625 623 633 625 634 629 Wydajnosc % 33 100 80 100 75 17 Przyklad II i III przedstawiaja wyniki uzyskane przy wykorzystaniu oslonowego czlonu 9 o róznej maksymalnej szerokosci.Przyklad II. Szerokosc „y" oslonowego czlo¬ nu 9 = 12 mm, kat ostrza wierzcholka oslonowe- . go czlonu 9 = 60°, szybkosc gazu fluidyzacyjnego = 5,4 mm/s.Wyniki osiagniete przy prowadzeniu procesu bez oslonowego czlonu 9 i przy róznej odleglosci „x" przedstawiono w tabeli II. 10 15 21 26 30 35 40 45 50 55 Odleglosc „x" oslonowego czlonu bez czlonu oslonowego bez czlonu oslonowego 6,4 mm 12 mm x 19 mm Temperatura dolnej krawe¬ dzi plyty szklanej °C 630 625 629 626 628 Wydajnosc % 42 33 100 | 100 0 Przyklad III. Szerokosc „y" oslonowego czlonu 9 = 64 mm, kat ostrza wierzcholka oslonowego czlo¬ nu 9 = 60°, szybkosc gazu fluidyzacyjnego = 5,4 mm/s.Wyniki osiagniete przy prowadzeniu procesu bez oslonowego czlonu 9 i przy róznych odleglosciach „x" przedstawiono w tabeli III.Tabela III Odleglosc „x" oslonowego czlonu bez czlonu oslo¬ nowego bez czlonu oslo- | nowego 32 mm 64 mm 83 mm 108 mm 127 mm Temperatura dolnej krawe¬ dzi plyty szklanej °C 630 625 630 628 628 630 632 Wydajnosc 42 33 99 100 100 / 91 0 ©5 Figury 3, 4 i 5 przedstawiaja wykresy, gdzie na osi rzednych naniesiono procentowa wydajnosc, zas na osi odcietych wielkosc stosunku x : y dla wszy¬ stkich wyników z tabeli I, II i III. Kiedy sto¬ sunek x : y jest mniejszy niz 1, tzn. odleglosc „x" jest mniejsza lub równa szerokosci „y", osiaga sie wydajnosc rzedu 100%-. Znaczne obnizenie wydaj¬ nosci wystepuje przy braku oslonowego czlonu 9.Porównanie wykresów z fig. 3, 4 i 5 wskazuje, ze maksymalna efektywna odleglosc „x" wzrasta ze wzrostem szerokosci „y" oslonowego czlonu 9. Z wykresu na fig. 4 wnika, ze kiedy szerokosc „y" wynosi 12 mim, maksymalnie efektywny stosunek x : y wynosi okolo 1 i nastepuje gwaltowny spadek wydajnosci przy odleglosci „x" wiejkszej niz sze¬ rokosc „y".Z wykresu z fig. 5 wynika, ze kiedy szerokosc „y" wynosi 64 mm osiaga sie wysoka wydajnosc przy wielkosci stosunku x : y do 1,5.Podobne wyniki uzyskano przy próbach prowa¬ dzonych na plytach szklanych o grubosci 2,3 mm.Przy wykorzystaniu trójkatnego oslonowego czlonu 9, którego podstawa ma szerokosc 19 mm, kat ostrza wierzcholka 30° i zawieszonego talk, ze jego113 2 7 podstawa jest 19 mm ponizej dolnej krawedzi plyty szklanej, osiagnieto wydajnosc 100% podczas hartowania serii plyt szklanych, o temperaturze dolnej krawedzi do 660CC w sfluidyzowanej war¬ stwie porowatego ciemku glinowego. Sfluidyzo- 5 wana warstwa miala temperature w zakresie 50°C do 80°C. Porównano to z wydajnoscia jedynie 40% uzyskana bez uzycia oslonowego czlonu 9.Podobnie przy wykorzystaniu trójkatnego oslo¬ nowego czlonu 9, którego podstawa miala szerokosc 10 25 mm, kat ostrza wierzcholka 60° i zawieszonego tak, ze jego podstawa byla 25 mm ponizej dolnej krawedzi plyty szklanej o grubosci 2,3 rnm, uzys¬ kano wydajnosc 88% przy hartowaniu plyt szkla¬ nych o temperaturze dolnej krawedzi okolo 640°C 15 w sfluidyzowanej warstwie bierniku glinowego, któ¬ rej temperatura byla w zakresie 50°C do 80°C. Wy¬ dajnosc osiagana bez uzycia oslonowego czlonu 9 wynosila tylko 8%.Szklane plyty o grubosci 3 mm ogrzewane do 2« róznych temperatur byly hartowane w sfluidyzo¬ wanej warstwie tlenku glinowego bez uzycia oslonowego czlonu 9 oraz przy uzyciu trójkatnego oslonowego czlonu 9, którego podstawa miala 51 mm i byla usytuowana 51 mm ponizej dolnej kra- 25 wedzi plyt szklanych. Predkosc gazu fluidyzacyjne¬ go wynosila 11 mim/s. Wyniki sa przedstawione w tabeli IV.TabelaIV 30 Temperatura dolnej krawedzi plyty szklanej °c 613h-«20 620—625 625—630 630—635 Wydajnosc % bez czlonu oslonowego 0 25 42 77 z czlonem oslonowym 50 80 100 100 Z tabeli IV wynika, ze oslonowy czlon 9 moze byc uzyty nie tylko w celu zwiekszenia wydajnosci przy danej temperaturze, ale równiez moze utrzy- 45 mac poziom wydajnosci przy niskiej temperaturze szkla. Przez zastosowanie niskich temperatur szkla, zostaje zlagodzony problem zmiany calkowitego ksztaltu plyty szklanej.Stwierdzono, ze zastosowanie sposobu i urzadze- 50 nia wedlug wynalazku zapewnia utrzymanie wy¬ dajnosci przy gorszej obróbce wykanczajacej kra- Tabela V Czlon oslonowy szerokosc y 1 bez czlonu 12 mm 64 mm odleglosc X oslonowego 12 mm, 51 mm Tempera¬ tura dolnej krawedzi plyty szkla¬ nej aC 665 661 664 Wydajnosc % 0 1 54 50 8 wedzi plyt szklanych, uzyskana przy hartowaniu plyt o grubosci 3 mm majacych obciete, ale nie obrobione dolne krawedzie w sfluidyzowanej war¬ stwie X-tlenku glinowego. Wynikli sa przedstawiane w tabeli V. t Chociaz wydajnosc 54% i 50% jest znacznie wiek¬ sza w porównaniu z wydajnoscia 0 uzyskana bez stosowania czlonu oslonowego, nie jest ona wy¬ starczajaco wysoka przy procesie przemyslowym.Celem próby bylo#wykazanie, ze mozliwe jest sto¬ sowanie gorszej, a tym samym tanszej obróbki wykanczajacej dolnej krawedzi plyty niz zwykle niezbedna dla uzyskania wysokiej wydajnosci w procesie przemyslowym. Dalsze próby byly prze¬ prowadzone przy uzyciu plyt szklanych o grubosci 2,3 min majacych ostre krawedzie dolne w porów¬ naniu z plytami szklanymi o podobnej grubosci majacymi dolne krawedzie dokladnie wykonczone podwójnym szlifowaniem.Plyty szklane majace ostre krawedzie o tempe¬ raturze 640CC byly hartowane w sfluidyzowanej warstwie y-tlenku glinowego przy uzyciu oslono¬ wego czlonu 9, którego maksymalna szerokosc wy¬ nosila 25,4 mm usytuowanego w odleglosci 25,4 rnm ponizej dolnej krawedzi plyt szklanych. Wydaj¬ nosc wyniosla 83%, co jest porównywalne z wydaj¬ noscia uzyskana przy hartowaniu plyt szklanych o dokladnym wykonczeniu podwójnym szlifowaniem dolnej krawedzi, bez uzycia oslonowego czlonu 9.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób termicznego hartowania plyty szkla¬ nej, ,w którym plyte szklana ogrzewa sie do tem¬ peratury bliskiej jej temperaturze mieknienia, a nastepnie opuszcza sie do sfluidyzowanej gazem warstwy drobnoziarnistego materialu, znamienny tym, ze tworzy sie pusty obszar ponizej dolnej krawedzi plyty szklanej na poczatku jej zanurza¬ nia w sfluidyzowanej warstwie. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze sfluidyzowana gazem warstwe drobnoziarnistego materialu utrzymuje sie w stacjonarnym stanie jednolicie rozprzestrzenionej jednorodnej fluidyza- cji w momencie, Ikiedy plytke szklana opuszcza sie do warstwy. 3. Sposób wedlug zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, ze pusty obszar tworzy sie ponizej dolnej kra¬ wedzi plyty szklanej przez osloniecie tego obszaru od przeplywu ku górze gazu fluidyzacyjnego. 4. Urzadzenie do termicznego hartowania plyty szklanej, zawierajace pojemnik dla sfluidyzowa¬ nej gazem warstwy drobnoziarnistego materialu i uklad do zawieszania plyty szklanej i opuszcza¬ nia jej do pojemnika, znamienne tym, ze zawiera uklad zmieniajacy przeplyw gazu usytuowany w odleglosci ponizej dolnej krawedzi szklanej plyty (1) dla tworzenia pustego obszaru (11) ponizej dol¬ nej (krawedzi szklanej plyty (1) przy jej zanurzaniu w sfluidyzowana warstwe (5). 5. Urzadzenie wedlug zastrz. 4 znamienne tym, ze uklad zmieniajacy przeplyw gazu posiada wy¬ dluzony oslonowy czlon (9) usytuowany ponizej113 225 i rozciagajacy sie równolegle do dolnej krawedzi szklanej plyty (1). 6. Urzadzenie wedlug zastrz. 5, znamienne tym, ze oslonowy czlon (9) jest rurowy i ma trójkatny przekrój poprzeczny z wierzcholkiem trójkata skierowanym ku dolowi. 10 7. Urzadzenie wedlug zastrz. 6, znamienne tym, ze odleglosc pomiedzy dolna krawedzia szklanej plyty (1) i podstawa przekroju trójkatnego oslono¬ wego czlonu (9) jest mniejsza lub równa szerokosci podstawy.F/gJ, rad 025 05 W 15 175 20 XiY 025 Q5 Q75 lQt l5 *Z5 20 *:y 100- F/G./, F/G.5. 025 05 075 TO 125 15 T75 2Q ^ PL PL PL